随着国家能源需求的不断增长以及能源结构的优化,火力发电朝着高效、环保的超超临界机组发展。二次再热超超临界机组有着更好的热经济性和安全性,是进一步提高火力发电厂热效率的有效途径。随着机组的参数增高,轴系结构也越来越复杂,部分型号的超超临界二次再热机组采用了新型的连续三支撑轴系结构。新型的轴系结构虽然可以有效缩短轴系长度,提高各级转子的临界转速,但也带来了部分轴瓦振动情况不稳定,振动情况与瓦安装工艺较为敏感等问题,影响机组运行的安全性和稳定性。本文以多跨可变支撑转子实验系统模拟二次再热超超临界机组轴系,通过振动测试和有限元分析,研究了连续三支撑轴系结构的振动特性、不平衡频率响应和支撑刚度影响等问题,并结合实际现场振动数据加以分析,为此类机组的安全运行和振动故障治理提供了依据。本文搭建了符合实际机组中各跨转子轴系结构特性的多跨可变支撑转子实验系统模拟二次再热超超临界机组的连续三支撑轴系结构,并分别在双支撑结构和连续三支撑结构下进行多组振动测试和实验研究,对振动测试取得的数据进行整理分析不同轴系结构下的转子振动特性、不平衡频率响应传递规律。同时对大型汽轮机组现场启停机数据进行分析,结果表明随着转子质量增加,振动耦合作用基本是后跨转子影响前跨转子,同时相邻转子临界转速附近,相邻转子的不平衡振动同样会被激发出来。本文基于转子实验系统建立了等比有限元模型,通过对比传统双支撑轴系结构和连续三支撑轴系结构下的模态分析结果,并与实验结果进行相互验证,研究不同轴系结构下的轴系耦合振动特性和相邻转子间的振动传递规律。结合有限元计算结果分析,连续三支撑结构下中间转子和后跨转子的一阶临界转速受轴系结构改变产生明显下降。各转子的一阶振型均会产生振动传递,在实际工程中对采用连续三支撑轴系结构的大型机组进行振动故障治理时需考虑相邻转子所激发的同向和反向振动分量。本文基于连续三支撑轴系结构有限元模型,采用谐响应分析进行计算,得到了不同的轴承支撑刚度下各跨转子的频率响应和固有频率,研究轴承支撑刚度对连续三支撑轴系结构的振动特性影响。结果表明随着轴承支撑刚度的降低,前跨转子固有频率保持不变,中间转子和后跨转子的固有频率随之下降,且运行转速到达临界时所激发的振幅随之变大。在实际机组的振动治理中可考虑调整轴承支撑刚度来使工作转速与临界区间避开。